PMOS功率管开关电路设计
pmos管的工作过程

pmos管的工作过程pmos管是一种场效应管的类型,它是一种常用的电子器件,主要用于电路中的开关、放大和调节电流等功能。
本文将以pmos管的工作过程为主题,探讨pmos管的原理、特点和应用。
一、pmos管的原理pmos管是一种三端器件,它的结构包括源极、栅极和漏极。
其中,源极和漏极是由p型半导体材料构成的,栅极则是由n型材料构成。
在pmos管中,p型材料被称为p衬底,而n型材料被称为栅极沟道。
pmos管的工作原理是基于场效应的,当栅极的电压高于源极时,栅极与源极之间会形成一个正向偏压,进而形成一个电场。
这个电场会使得栅极沟道中的载流子发生偏转,从而改变导电性能。
具体来说,当栅极电压高于源极时,栅极与源极之间的电场会吸引p衬底中的电子,使得p衬底中的电子向栅极沟道靠拢。
这样,栅极沟道中的电子浓度增加,电导率也随之增强,从而形成一个导电通道。
当漏极施加正电压时,电流会从源极流向漏极,pmos管处于导通状态。
相反,当栅极电压低于源极时,栅极与源极之间的电场会把栅极沟道中的电子推离,使得栅极沟道中的电子浓度减少,电导率也随之减弱。
这样,导电通道断开,电流无法从源极流向漏极,pmos管处于截止状态。
二、pmos管的特点1. 自激势:由于p衬底是与栅极相连的,当栅极电压高于源极时,p衬底中的电子会受到栅极的吸引,形成一个正向电势,使得pmos管自激势增加。
2. 低阻态:在导通状态下,pmos管的导通电阻很小,电流可以顺畅地流过。
3. 高电压:pmos管可以承受较高的电压,适用于高压电路。
4. 噪声较小:由于pmos管是一种三端器件,输入信号可以通过栅极控制,从而减少了噪声的产生。
5. 低功耗:与其他类型的场效应管相比,pmos管的功耗较低,适用于低功耗电路设计。
三、pmos管的应用1. 逻辑电路:pmos管可以用于逻辑门电路中,如与门、或门、非门等。
通过控制pmos管的导通和截止状态,可以实现不同的逻辑功能。
一种关断pmos功率器件的栅源寄生电容快速放电电路

一种关断pmos功率器件的栅源寄生电容快速放电电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言在现代电子设备中,功率器件的关断问题是一个非常关键的技术挑战。
在特定的应用场景下,如电源管理、电机驱动等,需要对功率器件进行快速且可靠的关断。
然而,传统的关断方法常常面临着由栅源寄生电容引起的问题,这导致了关断速度的过慢和能量损耗的增加。
栅源寄生电容是由于过程中使用的工艺技术所产生的不可避免的电容。
它与栅极和源极之间的电压变化有关,影响着功率器件的响应速度。
当我们试图关断功率器件时,栅源寄生电容会导致充电电流难以及时放电,从而延长了器件的关断时间。
为了解决这个问题,本文提出了一种关断PMOS功率器件的栅源寄生电容快速放电电路。
该电路通过精心设计,可以有效地加速栅源寄生电容的放电过程,从而提高功率器件的关断速度。
然而,目前现有的方法在实际应用中存在一些不足之处。
一些方法采用了复杂的电路结构或使用了大量的外部元器件,增加了系统的复杂性和成本。
另一些方法虽然简单,但效果不佳,无法满足实际应用的需求。
因此,本文旨在提出一种简单且高效的栅源寄生电容快速放电电路,以解决现有方法的不足之处。
我们将通过实验验证该电路的性能,并对实验结果进行分析和讨论。
最后,我们将总结本文的主要发现,并提出一些展望和改进的方向。
通过本研究,我们有望为功率器件的关断问题提供一种实用的解决方案,促进电子设备的性能提升和能量效率的提高。
同时,我们的研究成果还为相关领域的研究者提供了一些有价值的参考和借鉴。
1.2 文章结构:本文共分为五个主要部分,每个部分都有特定的内容和目标。
以下是各个部分的简要描述:引言部分(Chapter 1):本部分首先对全文进行了概述,介绍了文章的研究背景和相关问题。
接着,对文章的结构进行了详细说明,概括了每个章节的内容和目标。
随后,明确了本文的研究目的,并提出了总结。
正文部分(Chapter 2):本部分分为四小节,详细讨论了PMOS功率器件的关断问题、栅源寄生电容的影响、快速放电电路的重要性以及现有方法的不足。
pmos功率管栅极箝位驱动模块、驱动电路和开关电源的制作方法

PMOS功率管栅极箝位驱动模块、驱动电路和开关电源的制作方法涉及电子技术领域,特别是功率电子技术和电源管理。
以下是一个基本的制作方法概述:1. PMOS功率管栅极箝位驱动模块的制作方法步骤一:选择适合的PMOS功率管根据应用需求选择合适的PMOS功率管,主要考虑其额定电压、额定电流、导通电阻等参数。
步骤二:设计栅极驱动电路设计栅极驱动电路,确保能够提供足够的驱动电压和电流,以快速开关PMOS功率管。
步骤三:集成箝位电路在栅极驱动电路中集成箝位电路,用于限制栅极电压的幅度,防止过压损坏PMOS功率管。
步骤四:制作和测试模块根据设计制作模块,并进行严格的测试,确保其在各种工作条件下都能稳定可靠地工作。
2. 驱动电路的制作方法步骤一:电路设计根据PMOS功率管的具体参数和应用需求,设计合适的驱动电路。
步骤二:选择元器件选择符合设计要求的电子元器件,如电阻、电容、电感、二极管、三极管等。
步骤三:电路布线在电路板上进行布线,确保电路连接正确,布线合理。
步骤四:电路调试和测试完成布线后,进行电路调试和测试,确保电路工作正常。
3. 开关电源的制作方法步骤一:电源设计根据应用需求设计开关电源,确定输入电压、输出电压、输出电流等参数。
步骤二:选择电源元器件选择符合设计要求的电源元器件,如变压器、整流器、滤波器等。
步骤三:电源电路布线在电路板上进行电源电路布线,确保电路连接正确,布线合理。
步骤四:电源调试和测试完成布线后,进行电源调试和测试,确保电源输出稳定、可靠。
步骤五:集成PMOS功率管和驱动电路将PMOS功率管和驱动电路集成到开关电源中,形成一个完整的开关电源系统。
步骤六:系统测试和优化对整个开关电源系统进行测试,确保其在各种工作条件下都能稳定可靠地工作,并根据测试结果进行优化调整。
以上是PMOS功率管栅极箝位驱动模块、驱动电路和开关电源的基本制作方法概述。
在实际制作过程中,还需要根据具体的应用需求和电路参数进行详细的设计和制作。
pmos开关电路抗干扰措施

pmos开关电路抗干扰措施PMOS(P-type metal oxide semiconductor)开关电路是一种常见的电路配置,可用于实现数字逻辑功能,信号放大和开关等。
当在实际应用中使用PMOS开关电路时,其性能可能会受到各种干扰的影响,例如电源噪声、电磁干扰、时序冲突等。
为了保证电路的正常运行和稳定性,我们需要采取一定的措施来降低这些干扰。
下面将介绍几种常见的抗干扰措施。
1.电源滤波:在PMOS开关电路的电源输入端添加电源滤波器,可以有效地滤除电源中的高频噪声和纹波。
这可以通过各种电源滤波电路实现,例如LC滤波器、RC滤波器、降压稳压器等。
这些滤波电路可以使电路的供电稳定,并显著降低输入信号中的噪声。
2.接地设计:良好的接地设计是抗干扰的重要因素之一、将PMOS开关电路的接地点接近于电源接地,可以帮助降低电磁噪声的干扰。
此外,还可以通过使用单点接地和分层接地的方法,减少地线回流和环路产生的干扰。
3.屏蔽设计:采用屏蔽设计可以有效地隔离外部电磁干扰对PMOS开关电路的影响。
可以在电路周围加入金属屏蔽罩或金属屏蔽层,将电路与外部环境隔离开,以防止外部电磁噪声的干扰。
4.场效应管选型:不同型号的PMOS场效应管具有不同的抗干扰能力。
在设计中,应该选择那些具有较高抗干扰性能的PMOS场效应管,以提高电路的噪声容限。
此外,还可以采用双极性晶体管(BJT)和JFET等其他器件来代替PMOS场效应管,以提高抗干扰的能力。
5.触发电路设计:在PMOS开关电路中,触发电路的设计也对抗干扰至关重要。
正确设计触发电路,可以减少电路在切换过程中产生的噪声和共模干扰。
例如,可以使用RC滤波器、稳压电路、低噪声放大器等技术手段,优化触发电路的性能。
6.接口电路隔离:当将PMOS开关电路连接到其他电路或外部设备时,接口电路隔离也是十分重要的。
通过添加光耦隔离、变压器隔离或基于光纤传输的隔离装置,可以有效地隔离外部干扰,并提供更高的抗干扰能力。
使用MOS管设计开关电源

在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。
下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。
包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。
1.MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小,且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
下面的介绍中,也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。
顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
2.MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC 时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
3.MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。
MOS管驱动电路详解
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MOS管驱动电路综述连载(一)时间:2009-07-06 8756次阅读【网友评论2条我要评论】收藏在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。
1、MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P 沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小,且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
下面的介绍中,也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。
顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
2、MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
3、MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。
mos管在开关电源中的的作用
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在开关电源中,MOS管起到以下作用:
1. 信号转换:作为电子开关控制电源的通断,通常正极用PMOS 管,负极用NMOS管控制。
2. 缓启动:在有大电容负载时,比如电解电容和大功率设备电源(电机、马达等)需要对电源作缓启动设计,否则会有很大的浪涌电流,电源电压跌落导致系统复位,反复重启等严重缺陷。
3. 防反接:在电源接口设计时,有很多场合需要考虑反接的问题,没有相应的电路设计的话很容易将电路烧坏,造成损失。
PMOS管常用在正极,NMOS管常用在负极。
4. 逻辑转换:信号除了电平高低的转换,很多时候需要电平逻辑高低转换,MOS管和三极管都可以实现。
以上信息仅供参考,如需了解更多信息,建议咨询专业人士。
PMOS开关管的选择与电路图

首先要进行MOSFET的选择,MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。
在功率系统中,MOSFET 可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。
导通时,电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总是要在栅极加上一个电压。
这就是后面介绍电路图中栅极所接电阻至地。
如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。
第一步:选用N沟道还是P沟道为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中,应采用N沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。
第二步:确定额定电流第二步是选择MOSFET的额定电流。
视电路结构而定,该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。
与电压的情况相似,设计人员必须确保所选的MOSFET能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。
两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。
该参数以FDN304P管DATASHEET为参考,参数如图所示:在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。
脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。
一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。
选好额定电流后,还必须计算导通损耗。
在实际情况下,MOSFET并不是理想的器件,因为在导电过程中会有电能损耗,这称之为导通损耗。
cadence实验报告pmos总结

实验主题:cadence实验报告pmos总结实验内容:1. 实验目的:本次实验旨在通过使用Cadence软件对PMOS进行仿真,掌握PMOS的基本原理和特性。
2. 实验原理:PMOS(Positive Metal-Oxide-Semiconductor)是一种场效应晶体管,其工作原理是通过不同电压控制栅极与漏极的电流流动。
当栅极电压高于漏极电压时,PMOS导通;当栅极电压低于漏极电压时,PMOS截止。
3. 实验步骤:3.1 确定PMOS的工作电压:设置不同的栅极电压和漏极电压,观察PMOS的导通和截止情况。
3.2 测量PMOS的电流和电压:记录不同条件下PMOS的电流和电压数值,分析PMOS的工作特性。
4. 实验结果:4.1 PMOS工作电压范围:经过实验测量和仿真分析,确定PMOS 的工作范围为-5V到0V。
4.2 PMOS的电流和电压关系:根据实验数据和曲线图,得出PMOS的电流与电压呈负相关关系,符合PMOS的基本特性。
5. 实验结论:通过本次实验,进一步了解了PMOS的工作原理和特性,并掌握了使用Cadence软件对PMOS进行仿真的方法。
总结:本次实验对于理解PMOS的工作原理和特性具有重要意义,通过实验数据和分析,可以更加深入地理解PMOS的工作机制,为日后的电路设计和工程实践提供重要参考。
由于PMOS具有重要的工程应用价值,因此我们将继续分析PMOS的性能,并深入探讨其在集成电路设计中的实际应用。
6. PMOS的性能分析:6.1 PMOS的漏电流特性:在实际应用中,PMOS的漏电流是一个重要的参数。
漏电流的大小直接影响着电路的功耗和稳定性。
通过进一步的仿真和实验,我们可以测量不同工作条件下的PMOS漏电流,并分析其与温度、电压等因素的关系。
这有助于优化电路设计,降低功耗并提高系统稳定性。
6.2 PMOS的开关特性:除了传统的工作特性外,我们还可以进一步研究PMOS的开关特性。
通过设置不同的控制信号和输入信号,观察PMOS的开关响应时间、延迟特性等,并分析其对集成电路的影响。
pmos d s并联肖特二极管

pmos d s并联肖特二极管PMOS和DS并联肖特二极管引言:肖特二极管是一种常见的二极管结构,具有特殊的电流电压特性。
本文将探讨PMOS和DS并联肖特二极管的特性和应用。
一、PMOS概述PMOS是一种场效应晶体管,由P型半导体构成。
它具有以下特点:1. 导通电流:当栅极电压低于源极电压时,PMOS导通。
2. 阻塞电压:当栅极电压高于源极电压时,PMOS截止。
3. 响应速度:PMOS的响应速度较慢,适用于低频应用。
4. 驱动能力:PMOS的驱动能力较弱,适用于小功率应用。
5. 工作电压:PMOS的工作电压一般较高。
二、DS并联肖特二极管概述DS并联肖特二极管是一种特殊的二极管结构,由P型半导体和N型半导体组成。
它具有以下特点:1. 正向导通电压:DS并联肖特二极管的正向导通电压较低,一般为0.2V左右。
2. 反向截止电压:DS并联肖特二极管的反向截止电压较高,一般为0.6V左右。
3. 响应速度:DS并联肖特二极管的响应速度非常快,适用于高频应用。
4. 驱动能力:DS并联肖特二极管的驱动能力较强,适用于大功率应用。
三、PMOS和DS并联肖特二极管的应用1. 逻辑电路:PMOS和DS并联肖特二极管可用于逻辑门电路的设计,如与门、或门等。
它们的特性使得电路的响应速度更快,功耗更低。
2. 信号处理:PMOS和DS并联肖特二极管可用于信号放大和滤波电路。
它们的特性使得信号处理更稳定,噪声干扰更小。
3. 开关电路:PMOS和DS并联肖特二极管可用于开关电路的设计,如电源开关、继电器控制等。
它们的特性使得开关更可靠,功耗更低。
4. 模拟电路:PMOS和DS并联肖特二极管可用于模拟电路的设计,如比较器、振荡器等。
它们的特性使得模拟信号处理更精确,频率更稳定。
四、PMOS和DS并联肖特二极管的优缺点比较1. PMOS的优点:PMOS具有较高的工作电压和较低的功耗,适用于低功率应用。
2. PMOS的缺点:PMOS的响应速度较慢,驱动能力较弱。
PMOS功率管开关电路设计

PMOS功率管开关电路设计引言:开关电路在电子工程中起到至关重要的作用,通过对电源电压的开关控制来控制电路的通断。
而功率管则是开关电路中的重要元件,常常用于控制更大容量的电流。
本文将介绍PMOS功率管开关电路的设计及其相关原理。
一、PMOS功率管的原理PMOS功率管是一种由双扩散MO型结构构成的功率场效应管。
在PMOS 输人端,当门极电位提高时,植入层P型区域为导电状态,使管子处在导通状态;而当门极电位降低时,以及Vds大于阈值电压时,植入层P型区域为阻绝状态,使管子处于关断状态。
PMOS功率管能够承受较高的电压和电流,因此常用于功率放大或开关电路中。
二、设计PMOS功率管开关电路1.工作电压选择:根据实际需求,选择合适的工作电压。
PMOS功率管一般工作在负电压条件下,所以选用正电压作为控制电源。
可以考虑放大芯片、电池等作为控制电源。
2.工作电流确定:根据实际负载电流需求选择合适的PMOS功率管。
通常应选择额定电流大于负载电流的功率管,以保证其正常工作。
3.阻抗匹配:根据PMOS功率管的特性,设计输出阻抗,以保证输出信号能够正确驱动负载。
可以使用电阻和电容构造适当的输出阻抗网络。
4.并联设计:当需要驱动较大电流的负载时,可以将多个PMOS功率管并联使用,以增加总的驱动能力。
5.使用保护电路:为了保护PMOS功率管免受损坏,可以设计相应的保护电路,例如过流保护、过温保护等。
6.接地设计:为了保证开关电路正常工作,应将单点接地设计在合适位置。
三、PMOS功率管开关电路设计实例例如,设计一个PMOS功率管开关电路,其输入为3.3V的控制信号,输出为5V电源供电的LED灯。
1.选择PMOS功率管:根据负载电流需求选择合适的PMOS功率管,例如IRF9530。
2.设计输入控制电路:利用三极管和电阻构造一个可调电流源,将3.3V的控制信号转换为适当的电流,以正确驱动PMOS功率管。
3.设计输出阻抗网络:使输出信号能够正确驱动LED灯,可使用电阻和电容构造适当的输出阻抗网络。
PMOS功率管开关电路设计

PMOS开关管电路设计指南一、NMOS管等效电路A)B)图2 NMOS管等效模型1、驱动G极时,因为输入电容Ciss(Cgd+Cgs)的存在,要求电压变化快,i=Cdu/dt,当G极电流大时,du/dt也大,增大开关速度。
2、根据B图,功率MOS管内部存在等效三极管,当S接地,刚上电时,三极管会导通,且电流有可能过大,所以,最好D极有缓启动电路保护。
3、根据A图,反向寄生二极管有可能被正向或反向击穿。
反向击穿有可能因为D极部分,当电源开启时会有冲击电流,因为线上电感原因,U = Ldi/dt,导致U过大。
正向击穿,可能因为S极在关电时,因为线上电感原因,造成U 过大;或者线上串入能量较大干扰电压,导致寄生二极管正向通道电流过大,烧毁寄生二极管,从而造成MOS管失效。
二、控制盒PMOS开关电路分析1、小电流切换电路A)B)图3 5V激光器驱动电路和24V LED灯驱动电路1、电路A:1)三极管集电极电阻过大,导致开关速度不高;考虑是激光器驱动电路,正好使用这个缓启动功能。
2)MOS管损坏过,现象是能够正常开启MOS管,但不能完全关断MOS管,怀疑是MOS管寄生二极管损坏导致。
解决办法,a)更换Vds较大的MOS管(IRLML5203,Vds最大30V,而6401的Vds最大12V)b)电源处增加缓启动c)D端增加5V TVSd)在输出端口增加电阻等措施e)去掉输出π型滤波电路上的并接反向二极管,如有可能,在输出放置防反接二极管。
2、电路B1)24V驱动电路,导通时Vgs过大,影响PMOS管寿命解决办法:修改R13为10K,R11为20K,Vgs最大为-8V2)电源上电有可能Vgs过大,在G、S极增加一个8V稳压二极管保护3)IRF9393的最大Vds约55V,更改为IRF6217,最大Vds变为150V4)在D极增加24V TVS5)在输出端口增加电阻等措施6)去掉输出π型滤波电路上的并接反向二极管,如有可能,在输出放置防反接二极管。
pmos逻辑

pmos逻辑
PMOS逻辑是一种基于P型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)的数字逻辑电路设计方法。
在PMOS逻辑中,PMOS晶体管被用作负载和开关元件。
当输入信号为逻辑低电平(通常为0V)时,PMOS晶体管导通;而当输入信号为逻辑高电平(通常为VDD,即电源电压)时,PMOS晶体管截断。
PMOS逻辑电路的基本原理是通过连接多个PMOS晶体管来实现逻辑功能。
比如,一个简单的PMOS逻辑门AND门可以由两个PMOS晶体管串联而成,其中一个PMOS晶体管的栅极与输入信号相连,另一个PMOS晶体管的栅极与输入信号取反后连接。
当两个输入信号同时为逻辑高电平时,两个PMOS晶体管都截断,输出信号为逻辑低电平;否则,至少一个输入信号为逻辑低电平,至少一个PMOS晶体管导通,输出信号为逻辑高电平。
PMOS逻辑电路具有以下特点:
1. PMOS逻辑电路使用的是P型晶体管,因此其输入信号需要经过反相器转换为逻辑高电平。
2. PMOS逻辑电路的电源电压通常为逻辑高电平,而输入信号为逻辑低电平。
3. PMOS逻辑电路在输出端提供了较强的驱动能力,可以直接驱动大容量负载。
需要注意的是,随着技术的发展,CMOS(互补金属氧化物半导体)逻辑已经成为主流,相比PMOS逻辑具有更好的功耗和速度特性。
因
此在实际应用中,CMOS逻辑更为普遍。
MOS管开关电路设计知识
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MOS管开关电路设计知识学过模拟电路,竟然连MOS管的用法都不是很懂,真是"杯具"!在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。
下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。
包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。
1,MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小,且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
下面的介绍中,也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。
顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
2,MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
p沟道增强型mos管开关电路
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p沟道增强型mos管开关电路
p沟道增强型MOS管(PMOS)是一种常用的场效应管,可以用
于开关电路。
在开关电路中,PMOS通常被用作负载开关或电压级移器。
当PMOS处于导通状态时,负载电路将被连接到电源,从而允许
电流流过。
当PMOS处于截止状态时,负载电路与电源断开,电流被
阻断。
在一个典型的PMOS开关电路中,PMOS的栅极与输入信号相连,当输入信号为高电平时(逻辑1),PMOS导通,负载电路连接到电源。
当输入信号为低电平时(逻辑0),PMOS截止,负载电路与电
源断开。
这样就实现了一个简单的开关功能。
除了基本的开关功能外,PMOS还可以用于级移器电路。
通过将PMOS与NMOS(n沟道增强型MOS管)结合使用,可以实现逻辑电平
的转换,从而将高电平转换为低电平,或者将低电平转换为高电平。
总的来说,p沟道增强型MOS管在开关电路中扮演着重要的角色,通过控制其导通和截止状态,可以实现信号的开关和级移功能。
在实际应用中,工程师们会根据具体的电路设计需求,结合PMOS的
特性和工作原理,来设计和实现各种不同功能的开关电路。
p_沟道增强型mos管开关电路__概述说明
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p 沟道增强型mos管开关电路概述说明1. 引言1.1 概述p沟道增强型MOS管开关电路是一种常见的电子元件和电路设计中的重要组成部分。
该开关电路通过控制p沟道增强型MOS管的导通与截止,实现信号的放大、选择和切换功能,在许多领域中有着广泛的应用。
本文将对p沟道增强型MOS管开关电路进行概述和说明。
1.2 文章结构本文共包括五个主要部分。
首先是引言部分,介绍了文章的背景和结构。
接下来是"2. p沟道增强型MOS管开关电路",阐述了该类型MOS管基本原理、特点以及在不同应用领域中的作用。
之后是"3. 沟道增强型MOS管开关电路的设计要点",详细讨论了在设计过程中需要考虑的输入输出电容最小化、导通与截止速度平衡以及控制信号与驱动电路等方面。
然后是"4. 实例分析: p沟道增强型MOS管开关电路在功率放大器中的应用",介绍了功率放大器相关概念和使用p 沟道增强型MOS管开关电路进行设计的注意事项,并给出了实际应用案例分析和性能评估结果展示。
最后是"5. 结论",总结主要观点和讨论内容,对p沟道增强型MOS管开关电路未来发展进行展望,并提出潜在研究方向和问题。
1.3 目的本文的目的是通过对p沟道增强型MOS管开关电路的详细说明和分析,在读者理解其基本原理、特点以及设计要点的基础上,进一步认识该类型开关电路在功率放大器等领域中的应用实例并评估性能表现。
同时,通过给出对未来发展的展望和提出潜在研究方向和问题,鼓励更多学者研究该领域并推动其进一步发展。
2. p沟道增强型MOS管开关电路2.1 MOS管的基本原理MOS管是金属-氧化物-半导体场效应晶体管,由金属电极、氧化物介质和半导体基片组成。
其工作原理是通过控制输入端的电压来改变沟道中的载流子浓度,从而实现对电流的控制。
在p沟道增强型MOS管中,当输入端施加正向高于阈值电压时,沟道中会出现n型增强区域,并且这种类型的MOS管具有较低的导通阻抗。
pnp加pmos过流保护电路
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pnp加pmos过流保护电路过流保护电路是现代电子设备中常见的一种保护电路,用于防止电路中的电流超过设定值,保护电子元件和电路不受损坏。
pnp加pmos过流保护电路是一种常用的过流保护电路设计,本文将详细介绍其原理和应用。
pnp加pmos过流保护电路主要由pnp晶体管和pmos晶体管组成。
pnp晶体管的基极连接到电路的输出端,而pmos晶体管的栅极连接到pnp晶体管的基极。
当电流超过设定值时,pnp晶体管的基极电压会上升,导致pnp晶体管进入饱和区,同时也使pmos晶体管导通。
pmos晶体管导通后,会将电路与电源的连接断开,从而实现过流保护的目的。
pnp加pmos过流保护电路的工作原理如下:当电路中的电流超过设定值时,pnp晶体管的基极电压上升,使得pnp晶体管进入饱和区。
在饱和区,pnp晶体管的集电极电压会下降,从而减小输出电压,将过流的能量消耗掉。
与此同时,pnp晶体管的饱和状态也使得pmos晶体管导通,将电路与电源的连接断开,避免过流对电路和元件造成损害。
pnp加pmos过流保护电路的应用广泛,例如在电源管理和电流控制电路中常被使用。
例如,在电源管理电路中,pnp加pmos过流保护电路可以用于防止电路短路和过载情况下的电流过大,保护电源和设备。
在电流控制电路中,pnp加pmos过流保护电路可以用于限制电路输出电流,防止电子元件过热和损坏。
pnp加pmos过流保护电路还可以与其他保护电路结合使用,实现更全面的保护功能。
例如,可以与过压保护电路和过温保护电路结合,形成一套完整的电子设备保护系统。
这样的保护系统可以在电路发生过流、过压或过温等异常情况时,及时采取相应的保护措施,保护电子设备的正常运行。
pnp加pmos过流保护电路是一种常用的过流保护电路设计,通过pnp晶体管和pmos晶体管的组合,实现了对电路中电流的监测和控制。
其工作原理简单可靠,应用广泛。
在电源管理和电流控制等领域中,pnp加pmos过流保护电路发挥着重要的作用,保护电子设备的正常运行。
PMOS开关电路
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PMOS开关电路1、电路功能在一些手持设备中,经常要用一颗按键来实现长按开关机,短按实现功能切换的情况;并且手持设备的还要考虑功耗问题,在关机后,要尽可能的降低功耗,本文通过PMOS管来实现上述功能。
2、电路设计电路图如下图所示:本图是单节电池供电,并且用一颗电源IC将电池转换成更低的电压,供后级设备使用。
并且电路实现了第一部分所描述的功能。
3、电路分析Q6为PMOS管,当Vgs为负时,并且Vgs小于Vgs(TH)时Q6就能导通,从而为U2提供输入电压,为后级电路提供2.8V的电源。
保证Vgs为负有两个条件,两个条件满足一个,就可以使后级电路工作,其中一个条件是SW1被按下,它使G极通过二极管D9接地,从而实现PMOS的导通,当PMOS导通后,后续电路就可以进行工作,标号Key接到MCU的一个IO口上,当按键按下时,Key为低,MCU在运行时侦测Key的信号,如果低电平持续1-2秒,MCU就进行开机动作,将PwrCtrl引脚设置为高电平,使三极管Q9导通,也就是使PMOS的G极接地,此时松开按键,由于PwrCtrl的电平由MCU给出,所以PMOS 的G极仍然接地,从而实现了开机过程。
关机过程,当SW1不被按下时,Key被上拉为高,当SW1被按下时Key就被置为低,MCU就可以通过侦测到Key脚电平的变化,当SW1被按下1-2S时,MCU就可以PwrCtrl设置为低电平,断开Q9,当SW1松开时,PMOS的G极电位为VBat,Vgs就是0,所以PMOS不导通,后级电路就不能工作。
功能按键侦测,通过按下按键的时间长短来区分功能按键还是开关机按键,开机器按键可以规定按键被一致按下1-2S,功能按键要这短很多。
4、功耗手持设备对功耗要求很严格,功耗除了在是使用过程中,要考虑功耗外,还要考虑静态功耗,就是当设备不再使用时的功耗,本电路关机之后,静态功耗极小,只是Q9和Q6的静态功耗,这个静态电路是na级的。
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PMOS开关管电路设计指
南
2013/7/18
本文档的目的1)能够根据本指南进行PMOS管开关电路设计
更新说明
目录
一、NMOS管等效电路 (4)
二、公司固定传感器控制盒PMOS开关电路分析 (4)
PMOS开关管电路设计指南
一、NMOS管等效电路
A)B)
图2 NMOS管等效模型
1、驱动G极时,因为输入电容Ciss(Cgd+Cgs)的存在,要求电压变化快,i=Cdu/dt,
当G极电流大时,du/dt也大,增大开关速度。
2、根据B图,功率MOS管内部存在等效三极管,当S接地,刚上电时,三极
管会导通,且电流有可能过大,所以,最好D极有缓启动电路保护。
3、根据A图,反向寄生二极管有可能被正向或反向击穿。
反向击穿有可能因为
D极部分,当电源开启时会有冲击电流,因为线上电感原因,U = Ldi/dt,导致U过大。
正向击穿,可能因为S极在关电时,因为线上电感原因,造成U 过大;或者线上串入能量较大干扰电压,导致寄生二极管正向通道电流过大,烧毁寄生二极管,从而造成MOS管失效。
二、控制盒PMOS开关电路分析
1、小电流切换电路
A)B)
图3 5V激光器驱动电路和24V LED灯驱动电路
1、电路A:
1)三极管集电极电阻过大,导致开关速度不高;考虑是激光器驱动电路,正好使用这个缓启动功能。
2)MOS管损坏过,现象是能够正常开启MOS管,但不能完全关断MOS管,怀疑是MOS管寄生二极管损坏导致。
解决办法,
a)更换Vds较大的MOS管(IRLML5203,Vds最大30V,而6401的Vds最大12V)b)电源处增加缓启动
c)D端增加5V TVS
d)在输出端口增加电阻等措施
e)去掉输出π型滤波电路上的并接反向二极管,如有可能,在输出放置防反接二极管。
2、电路B
1)24V驱动电路,导通时Vgs过大,影响PMOS管寿命
解决办法:修改R13为10K,R11为20K,Vgs最大为-8V
2)电源上电有可能Vgs过大,在G、S极增加一个8V稳压二极管保护
3)IRF9393的最大Vds约55V,更改为IRF6217,最大Vds变为150V
4)在D极增加24V TVS
5)在输出端口增加电阻等措施
6)去掉输出π型滤波电路上的并接反向二极管,如有可能,在输出放置防反接二极管。
图4 改进后的PMOS输出接口电路
电路图3-B选型:
1)滤波可以选择简单的高频滤波,比如磁珠构成的π型滤波电路
2)TVS选择SD24C
3)电阻选择2.2ohm,0805封装,当电流增大到20A,电阻压降为44V,之后压敏电阻导通,完成放浪涌。
压敏电阻选择14K390(片径14mm,v1mA =39V)。
4)1N4004在150mA时,VF=0.8V,加上24V电源入口的1N4004,压降1.6V左右。
5)缓启动电路如图5
图5 改进后的图3-B电路
说明:
1)三极管OC电路部分,R4、C2构成低通滤波,延缓控制速度
2)增加C1,上电时U1的G极高电平
3)可以在R7之后再增加一个R(10K)和C(1u),起到外部24V给电之后的防冲击保护。
4)这里的24V推荐是输入滤波完成之后24V
图6 PMOS管导通波形
分析:
1)电流Id 160us从0上升到89mA,di/dt =556.25,假设线路L=1uH,电压为0.55625mV,没有影响。
2)Vd上升和Id几乎同步
3)Vg从24V到18.8V,下降时间600us,期间Vd*Id=48mA*(24-5.5)V=约1W,MOS管瞬时功耗较大,按照1ms,能量为1mJ。
此PMOS管最大功耗2.5W,Eas=15mJ。
4)可以按照零极点分析方法,分析MOS管G、D极稳定性。
在G极和S极之间增加稳压管,在S、D之间增加RC电路明显增加系统的稳定性。
5)零点不影响系统稳定性;极点如果在s平面的左平面部分,系统稳定。
如果极点非常靠近虚轴j,则系统有可能不稳定,建议调整,使极点远离j轴。